Свинец  – серебристо-серый металл, токсичный  в любой известной форме. Широко используется для производства припоя, красок, боеприпасов, типографского  сплава и т.п. Основным источником (около 80%) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин, в который  в качестве антидетонационной присадки вводят тетраэтилсвинец. Для свинца и его соединений среднесуточная ПДК составляет 0,0003 мг/м3.

       Фреоны  – группа галогеносодержащих веществ, синтезированных человеком. Их преимуществом  перед другими веществами является то, что они не горючи, не токсичны и нейтральны. Фреоны, представляющие собой хлорированные и фторированные  углероды (ХФУ), как недорогие и  нетоксичные газы широко применяют  в качестве хладагентов в холодильниках  и кондиционерах, пенообразующих агентов, в установках для газового пожаротушения, рабочего тела аэрозольных упаковок (лаков, дезодорантов и т.д.).

       Аэрозоли (пыли, дымы, туманы) также являются загрязнителями атмосферы. Аэрозольные частицы попадают в атмосферу либо в готовом виде в результате деятельности вулканов, пожаров, морской соли, пыли или при сжигании топлива и с отходящими газами промышленных производств, либо образуются непосредственно в атмосфере в результате химических реакций между компонентами газовых выбросов, причем доля антропогенной запыленности составляет 10-20% от общего поступления твердых частиц в атмосферу.

       Наличие аэрозолей нарушает тепловой баланс атмосферы. Появление при смоге  голубоватой дымки, сопровождающееся ухудшением видимости, есть следствие  образования твердых аэрозольных  частиц. Запыленность атмосферы играет особую роль в общепланетарных тепловых процессах: ее рост ведет к увеличению альбедо Земли и, как следствие, к уменьшению поглощения солнечной  радиации.

       Образование аэрозолей с твердыми частицами  в воздухе городов часто вызывается диоксидом серы, превращающимся в  серную кислоту, которая в свою очередь  вступает в реакцию с аммиаком, образуя частицы сульфата аммония.

       Степень загрязнения атмосферного воздуха  автомобильными выбросами на локальных  территориях зависит от возможности  переноса загрязняющих веществ, уровня их химической активности, метеорологических условий распространения в данной местности, характеристик подстилающих поверхностей. В ограниченном пространстве может происходить множество химических реакций с различными скоростями реакций, временем существования участвующих субстанций, различными зависимостями коэффициентов турбулентной диффузии от свойств подстилающих поверхностей, наличием определенных гидрометеорологических процессов. Остюда сложности достоверного моделирования процессов распространения автомобильных выбросов в атмосфере.

       В зоне контакта загрязняющих веществ  с подстилающими поверхностями (водой  или почвой) происходят процессы их биохимической миграции и трансформации. Именно здесь вредные выбросы нанося максимальный ущерб биологическим объектам, вызывая морфологические, физиологические и мутагенные нарушения в живых организмах и растениях.

       Общий объем выбросов в атмосферу увеличивался до конца XXв. и продолжает расти в настоящее время. Одновременно усиливается и внимание к решению возрастающих экологических проблем. К концу прошлого века в нашей стране установлены гигиенические нормативы (допустимые уровни воздействия на организм человека) уже более 2100 индивидуальных веществ, тогда как для первых десяти веществ они были введены еще в 1951 г.

       Государственный мониторинг состояния атмосферного воздуха в основном проводит Росгидромет, который располагает 661 стационарным постом (в 236 городах и поселках), 107 химическими и 53 кустовыми лабораториями. При обследованиях загрязнения  атмосферного воздуха часто используются передвижные лаборатории.

       Разработаны мобильные лазерные комплексы (лидары) для контроля за загрязнением атмосферного воздуха на относительно большом расстоянии от источника загрязнения.

         Данные об уровне загрязнения  атмосферы после их обработки  передаются в компетентные органы, которые на их основе составляют  прогнозы, вырабатывают мероприятия,  направленные на снижение концентрации  вредных веществ, предупреждают  население о возможном повышении  уровня загрязненности атмосферного  воздуха в связи с неблагоприятными  метеорологическими условиями и  др.

       1.2 Мониторинг водных объектов

       Вода, как и воздух, является количественно  неисчерпаемым природным ресурсом, но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой H2O, а вода определенного качества, т.е. имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т.п.

       Гидросфера  – это естественный фильтр-аккумулятор  загрязняющих веществ, поступающих  в окружающую природную среду, что  связано с циклом глобального  круговорота воды и с ее универсальной  способностью к растворению газов  и минеральных веществ.

       Велика  роль гидросферы в поддержании относительно неизменного климата на планете, поскольку она, с одной стороны, выступает как аккумулятор тепла, обеспечивая постоянство средней  планетарной температуры атмосферы, а с другой – за счет фитопланктона  продуцирует почти половину всего  кислорода атмосферы.

       Важным  обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в  основном передаются инфекционные заболевания. Простота процесса затопления по сравнению  с другими видами захоронения, недоступность  глубин для человека и кажущаяся  изолированность воды привели к  тому, что человечество активно использует водную среду для сброса отходов  производства и потребления. Интенсивное  антропогенное загрязнение гидросферы ведет к серьезным изменениям ее геофизических параметров, губит  водные экосистемы и потенциально опасно для человека.

       Большую роль в загрязнении вод играют вещества, выпадающие из атмосферы  с осадками. В воды суши и океана поступают сера и азот в виде соединений H2SO4, HNO3, (NH4)2SO4, NH4NO3.

       Основные  химические загрязнители, поступающие  в водоемы суши от передвижного источника, принято делить на три группы:

• неразлагающиеся или очень медленно разлагающиеся в природной среде вещества, в том числе ионы металлов, минеральные соли, углеводороды нефти и т.п.;
• водорастворимые вещества, не вовлекаемые в биологический круговорот, в том числе токсичные;
• легкоусвояемые органические соединения (биогенные вещества).

       Пресная вода в биосфере составляет всего 2%, из которых 99% составляет лед. Наиболее ощутимый удар по пресной воде нанесли современные технологии, так как под их воздействием растет загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми отходами, токсичными веществами. Только промышленность ежегодно сбрасывает в реки более 160 км3 промышленных стоков – неочищенных или недостаточно очищенных. Они загрязняют свыше 4 тыс. км3 речных вод, т.е. около 10% общего речного стока. В итоге большинство рек в своих руслах несут уже не пресную воду, пригодную для водоснабжения населения, а разбавленные сточные воды городов, промышленных предприятий, животноводческих ферм и т.д., в реках вместо чистой воды сложные растворы и взвеси вредных химических веществ и бактерий.

       Необдуманное  использование воды, превышающее  возможности ее воспроизводства, а  также ее интенсивное загрязнение  приводят к превышению в пустыни  больших районов континентов. Некогда  полноводные чистые реки и озера  сплошь и рядом мелеют, в них  размножаются сине-зеленые водоросли, и вода становится не пригодной ни для питья, ни для жизни рыб  и других водных микроорганизмов.

       На  качественный и количественный состав вод в водоемах оказывает влияние: 1) миграция химических загрязнений  из атмосферы; 2) поступление загрязняющих веществ в водоемы с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными  стоками; 3) поверхностный сток (дождевые, талые воды).

       Число загрязнителей пресной воды достигает 2500. По данным Всемирной организации  здравоохранения, до 80% всех заболеваний, связанных с качеством среды  обитания, - результат употребления населением грязной воды. Почти 2,5 млрд жителей планеты страдает дизентерией, гепатитом, диареей и другими заболеваниями, связанными с загрязнением воды.

       Государственный мониторинг водных объектов, являясь  составной частью системы государственного мониторинга ОПС, включает мониторинг поверхностных водных объектов суши и морей, мониторинг подземных водных объектов, мониторинг водохозяйственных  систем и сооружений.

       Он  предусматривает: 1) постоянные наблюдения за их состоянием, качественными и  количественными показателями как  поверхностных, так и подземных  вод; 2) сбор, хранение и обработку  данных наблюдений; 3) создание и ведение  банков данных; 4) оценку, составление  прогнозов изменения состояния  водных объектов и передачу соответствующей  информации правительственным органам  Федерации и ее субъектов.

       Государственный мониторинг водных объектов осуществляет Министерство природных ресурсов (МПР), Федеральная служба по гидрометеорологии  и мониторингу ОС (Росгидромет) и  другие специально уполномоченные государственные  органы в области охраны окружающей среды.

       В настоящее время большое внимание уделяется развертыванию сети автоматизированных станций, которые способны измерять и контролировать изменение десятков показателей качества воды, причем весьма быстро.

       В поверхностных водах ведутся  постоянные наблюдения за присутствием следующих наиболее опасных для  природных экосистем и человека загрязняющих веществ, таких как  нефтепродукты, фенолы, соединения фосфора  и азота, хлориды, тяжелые металлы, пестициды, минеральные соли, а также  контролируется комплексный показатель рН.

       Загрязнение вод определяется химическим (ХПК) и  биохимическим (БПК) потреблением кислорода  – это количество кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязненной воде.

       1.3 Мониторинг почвенного  покрова

       Почва – самостоятельное естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникающее на поверхности земной суши в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие условия. Как вытекает из приведенного определения, почва – трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет продукт физического, химического и биологического преобразования различных пород, т.е. сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Сама почва постоянно развивается и изменяется, вследствие чего существует большое разнообразие ее типов. В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых составляет ее профиль.

       Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, т.к. в нем происходят сложные  обменные процессы, в результате которых  образуются элементы питания растений. Он может иметь зернистую, комковатую или слоистую структуру.

       Одно  из наиболее важных физических свойств  почвы – ее механический состав, т.е. содержание частиц разного размера. Установлены четыре градации механического  состава: песок, супесь, суглинок и глина. От механического состава зависят  водопроницаемость почвы, ее способность  удерживать влагу, проникновение в  ней корней растений и др. Кроме  того, каждая почва характеризуется плотностью, тепловыми свойствами, влагоемкостью и водопроницаемостью. Большое значение для почвы имеет аэрация, т.е. насыщение ее воздухом и способность к такому насыщению.

       Химические  свойства почвы зависят от содержания минеральных веществ, которые находятся  в ней в виде растворенных ионов. Одни ионы вредны для растений, а  другие – жизненно необходимы. Концентрация в почве ионов водорода (рН) в  среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. Известковые и засоленные почвы имеют рН=8 – 9, а торфяные до 4. на этих почвах развивается специфическая  растительность.

       В почве обитает множество видов  растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы, простейшие одноклеточные, черви и членистоногие.

       Именно  почва в наибольшей степени подвергается загрязнению, что вызывает нарушение  физических, химических и биологических  процессов, протекающих в ней. Загрязнение  почвы непосредственно связано  с загрязнением атмосферы и вод.

       Вещества-загрязнители попадают в почву в виде сложных  органических и неорганических соединений, где потом разлагаются до простых  элементов или образуют новые  соединения.

       Выбросы вредных веществ от передвижных  источников оказывают непосредственное воздействие на почву. В первую очередь, изменения затрагивают ее биологические  свойства: снижается общая численность  почвенных микроорганизмов, видовое  разнообразие, интенсивность микробиологических процессов, активность почвенных ферментов. Кроме того, токсичные выбросы  способны изменять и более консервативные признаки почв: рН среды. Все это  ведет к частичной, а в некоторых  случаях, и к полной утрате плодородия почв. Учитывая то, что почва является экологическим узлом биосферы, обеспечивает сопряжение биологических и геологических  круговоротов, нарушение микробиологических и биохимических процессов в  почве неизбежно отражается на функционировании экосистем в целом.